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Année 2006-2007 Université de Paul Cézanne Aix Marseille 3. Faculté des sciences techniques. Département de sciences de l’information et systèmes. Rapport de Stage. Automatisation du stackeur et le moteur four. Encadrée par : Réalisée par : Mr : Brahim Bounabe Ayache. Guetteche Djeber. [email protected] ERCE SCHB Cimenterie de Hamma B.P :567 Zone Industrielle: Le Palma Bouziane Constantine Algérie. Constantine 25000 Algérie. BP N°2 Hamma Bouziane. Tél : 213 (31) 66.49.22 Tél : 0021331906845 Fax : 213 (31) 66.49.30 Fax : 0021331906623 e-mail:[email protected] e-mail : schbdjazar-connect.com

Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

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Page 1: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

Année 2006-2007

Université de Paul Cézanne Aix Marseille 3. Faculté des sciences techniques.

Département de sciences de l’information et systèmes.

Rapport de Stage.

Automatisation du stackeur et le moteur four.

Encadrée par : Réalisée par :

Mr : Brahim Bounabe Ayache. Guetteche Djeber. [email protected] ERCE SCHB Cimenterie de Hamma B.P :567 Zone Industrielle: Le Palma Bouziane Constantine Algérie. Constantine 25000 Algérie. BP N°2 Hamma Bouziane. Tél : 213 (31) 66.49.22 Tél : 0021331906845 Fax : 213 (31) 66.49.30 Fax : 0021331906623 e-mail:[email protected] e-mail : schb≅djazar-connect.com

Page 2: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

1

C’est avec une grande émotion,

Je dédier ce modeste travail de fin d’étude

au êtres les plus chères :

Mon père et ma mère qui ont fait de moi

ce qui je suis aujourd’hui et qui ont veillé

de guider mes pas durant tout ma vie

par leurs aides, leur grands émotions et

leur sacrifice.

A toute Ma famille

A toute mes amis

Jabir

Page 3: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

2

Nous exprimons notre sincère remerciement

à toutes les personnes qui ont aides de prés et de loin

Pour réaliser se travail.

Ces remerciements sont adressés chaleureusement à

Mr Bounabe Ayach, Djemaa Khaled, Debbache Aref, Touat Hichem,

Briness Ahmed, Benhabssa Rabeh, Belmokhi Ali pour avoir bien voulu

nous diriger pour la réalisation de ce projet.

Nous tenons remercier aussi l’ensemble des enseignants

et responsables du département de sciences de l’information et systèmes

qui ont contribues amener à bien notre formation par leur aides et leurs

conseils.

Grand Merci à tous

Page 4: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

3

Le sommaire Pages Introduction générale……………………………………………………………....5

Chapitre 1 : Problématique et bases générales de la logique floue.

1-1) Introduction…......................................................................................................6

1-2) Historique de l’unité.....................................……………………........................6

1-3) Représentation de l’unité:……..…………………………...................................6

1-4) Processus de fabrication de ciment…… .………………...…………………….7

1-4-1) Extraction de la matière…………… .………………………………………..7

1-4-2)

Concasseur…………………………………………………………………… ……..7

1-4-3) Préparation de la crue…………………………………………………………7

1-4-4) Broyage de la crue……………………………………………………………7

1-4-5) Homogénéisation……………………………………………………………..8

1-4-6) Zone de cuisson……………………………………………………………….8

1-4-6-1) Préchauffeur ou cyclones…………………………………………………...8

1-4-6-2) Four rotatif………………………………………………………………….8

1-4-6-3) Refroidisseur……………………………………………………………….8

1-4-7) Stockage de clinker…………………………………………………………...8

1-4-8) Broyage du clinker…………………………………………………………...8

1-4-9) Stockage du ciment…………………………………………………………..9

1-4-10) Les expédition……………………………………………………………….9

1-5) Etapes de fabrication du ciment………………………………………………...9

1-6) Service CMR……………………………………………………………………9

Chapitre 2: Etude descriptive et technique du stackeur, armoire JS et

le moteur four rotatif.

2) Le moteur four…………………………………………………………………...10

2-1) Introduction……………………………………………………………………10

2-2) Contrôle d’huile de graissage………………………………………………….10

Page 5: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

4

2-3) Ventilateurs……………………………………………………………………10

2-4) Les sondes de température…………………………………………………….10

2-5) La Vitesse du moteur…………………………………………………………..12

2-6) Caractéristiques techniques……………………………………………………13

2-7) Le jistrole 512………………………………………………………………….13

2-8) Cahier des charges……………………………………………………………..17

2-8-1) Marche………………………………………………………………………17

2-8-2) Arrêt…………………………………………………………………………18

2-9) Analyse fonctionnelle………………………………………………………….18

2-10) Organigramme de fonctionnement…………………………………………...19

2-11)Étude électronique…………………………………………………………….23

2-11-1) Circuit de commande………………………………………………………23

2-11-2) Circuits optionnelles……………………………………………………….23

2-12) Le stackeur…………………………………………………………………...25

2-12-1) Définition…………………………………………………………………..25

2-12-2) Mode de fonctionnement…………………………………………………..25

2-12-3)

Généralités………………………………………………………………………….29

2-12-4) Transporteur de flèche……………………………………………………..31

2-12-5) Pompe de relevage…………………………………………………………34

2-12-6) Pompe graissage Transporteur de flèche…………………………………..36

2-12-7) L’enrouleur………………………………………………………………...37

2-12-8) Moteur de translation………………………………………………………37

Chapitre 3 : Problématiques.

3-1) Problèmes rencontrés………………………………………………………….42

3-2) Généralités sur l’automatisme…………………………………………………42

3-2-1) Introduction………………………………………………………………….42

3-2-2) Définition……………………………………………………………………42

3-2-3) Généralité……………………………………………………………………42

3-2-4) Organigramme général d’un automatisme…………………………………..43

3-3) Rôle et emploi…………………………………………………………………43

Page 6: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

5

3-4) Avantages……………………………………………………………………...43

3-5) Inconvénients………………………………………………………………….43

3-6) la partie à automatiser…………………………………………………………43

Chapitre 4 : Solution retenue.

4-1) Introduction sur les A.P.I……………………………………………………..44

4-2) Structure du système automatique……………………………………………..44

4-3) Synoptique générale…………………………………………………………...44

4-4) Les bloques fonctionnelles d’un API…………………………………………45

4-5) Le simatic S7…………………………………………………………………..45

4-6) coté matériel…………………………………………………………………...45

4-6-1) La C.P.U……………………………………………………………………..45

4-6-2) Le processeur…………………………………………………………..……46

4-6-3) Les registres………………………………………………………………...46

4-7) Coté logiciel……………………………………………………………...........47

4-7-1)

Avantages……………………………………………………………………47

4-7-2) Types de bloc: ……………………………………………………………....47

Annexe : Contrôle réponse marche moteurs translation……………………………49

Conclusion générale……………………………………………………………….50

Références ...……………………………………………………………………. …51

Page 7: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

6

Introduction générale :

La technologie moderne a permis le développement des sciences tout en imposant l’exploration de

domaines théoriques de plus en plus complexes.

Dans le langage scientifique, un système consiste en une combinaison de parties (électriques,

pneumatiques, thermiques, mécaniques, ..) qui se coordonnent pour concourir à un résultat.

Les entrées sont les signaux qui apportent au système les informations du milieu extérieur.

Les sorties fournissent la réponse du système relative aux entrées. On peut parler de causes (entrées)

et d’effets (sorties).

Lorsque cette influence est exercée par l’homme, la commande est dite manuelle.

Lorsque l’homme est remplacé par des dispositifs techniques autonomes, la commande est dite

automatique.

Un système automatisé est alors un système technique pour lequel tout ou une partie du savoir-faire

est confié à une machine qui contient toutes les variables industrielles définies dans le système.

Mon sujet de stage intervient au niveau de l’automatisation du stackeur et du moteur four, il m’a

fallu collecter tous les données et les liaisons entre les différents relais, acquérir les outils et

méthodes afin de gérer de façon optimale un projet d’automatisme industriel, réaliser le cahier des

charges du système à automatiser, réaliser l’analyse fonctionnelle et organique du stackeur et le

moteur four d’une façon adaptable à l’usage du programmeur.

-Le programme de commande des automates à logique câblée carrément utilise dans le passé, était

déterminé par le câblage des contacteurs et des relais spécifique à la tache à exécuter.

-Aujourd’hui, et pour augmenter le rendement, mieux gérer et pour résoudre les tache

d’automatisme, on utilise des automates programmables industriels dans ce sens nous allons

automatiser le stackeur et l’armoire électrique JS qui est utilisé pour la commande des plusieurs

moteurs a courant continue dans la cimenterie de Constantine

-pour présenter se modeste travail, on a tracé le plan de travail suivant :

Chapitre 01 : Représentation de la cimenterie.

Chapitre 02 : Etude descriptive et techniques du stackeur et l armoire JS et le moteur four.

Chapitre 03 : Problématique.

Chapitre 04 : Solution retenue.

Page 8: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

7

1-1) Introduction:

Les ciments usuels sont fabriqués à partir d’un mélange de calcaire (CaCO3) environ de 80% et

d’argile (SiO2 –Al2O3) environ de 20%. Selon l’origine des matières premières, ce mélange peut

être corrigé par apport de bauxite, oxyde de fer ou autres matériaux fournissant le complément

d’alumine et de silice requis.

Le procédé de fabrication du ciment consiste à « cuire », à haute température (1400 °C), un mélange

de calcaire et d’argile, convenablement dosé et broyé sous la forme d’une « farine crue », pour le

transformer en « clinker ». Le clinker est un produit granuleux qui, après broyage fin avec des

ajouts convenablement choisis (du gypse, notamment), devient le ciment bien connu de tous, pour

les maçonneries, les travaux du bâtiment et les ouvrages d’art. La majorité des cimenteries

modernes utilise le procédé dit « en voie sèche », qui est le plus économique en consommation

d’énergie (environ 0,9 KWh, par kg de clinker). Pour abréger, c’est le procédé que nous retiendrons

pour la suite de ce document. La réalisation d'une cimenterie a Constantine était une nécessite pour

le pays pour son développement; vu le manque est l'insuffisance du ciment qui ne peut satisfaire

aux besoins d'une population qui augmente chaque jour et la demande croissante dans le secteur

industriel et plus particulièrement dans le domaine de construction et des travaux publics.

1-2) Historique de l’unité:

Dans le cadre du programme d’investissement, est vue que l'unité sera économique compétitive et

réalisable, la réalisation de cette unité en décembre 1974 par une entreprise française C.L.E

"CREUSOT-LOIRE", le prix de revient d’unité a été estimé à 929.804.000,00DA avec un délais de

réalisation de 35 mois, l’unité a démarré sa production en avril 1982.

1-3) Représentation de l’unité:

Cette usine est implantée à 12 KM au nord de Constantine, à une altitude moyenne de 525 mètre.

-L'usine de hamma bouziane est l'une de cinq unîtes qui font partie de groupe industriel de

ciment"ERCE G.I.C.C"ces unîtes sont :

1- l'unité de HAMMA BOUZIANE (SCHB) 1, 000,000T.

2- l'unité de HADJAR SOUD SKIKDA (SCHC) 900,00T.

3-l'unite de AIN ELKBIRA SETIF (SCAK) 1, 000,000T.

4-l'unite de AIN TOUTA BATNA (SCAT) 1, 000,00T.

5-l'unite de EL MAA LABIAD (SCT) 1, 000,00T.

La superficie totale d’unité est de 29 hectares

La superficie de l'argile est allongée sur 138hect

La cimenterie a une capacité nominale de production 300T/J de clinquer pour la fabrication du

Page 9: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

8

ciment C.E.M42.5

-L'énergie électrique nécessaire a la production est fournie par deux lignes "60kv"MANSSOURAH

et RAMDHANE DJAMEL.

En cimenterie en utilise le gaz naturel comme combustible c'est un gaz riche, essentiellement

constitue de H2, CH4, son pouvoir calorifique est de l'ordre 9000k cal/m3

L'installation d'usine consiste essentiellement en une station de détente ramenant le gaz a la

pression d'utilisation.

1-4) Processus de fabrication de ciment:

1-4-1) Extraction de la matière:

Les matières premières sont extraites de la carrière généralement à ciel ouvert le calcaire est extrait

par abattage en grande quantité au moyen d'explosifs, l'argile est extraite à l'aide des pelles

mécanique, elle est mélangée d'argile brune et d'argile rouge, le transport des matières ce fait par

camion jusqu'au concasseur.

1-4-2) Concasseur:

Le concassage est une opération destinée à la réduction des blocs de calcaires qui sont obtenus

pendant l'extraction.

Le concassage est réalise par un concasseur a battoirs qui est place justes près de la carrière, ce

concasseur est constitue deux rotors primaire et secondaire.

Ce concasseur comporte aussi une chaudière pour chauffer les écrans de chocs et les parois du

concasseur afin d'éviter le colmatage.

1-4-3) Préparation de la crue :

On utilise trois constituants en générale pour la préparation du cru qui sont le calcaire, l'argile

brune, l'argile rouge pour la fabrication du CPA325 CPA400 CPJ45

Après le concassage de ces trois constituants de base on obtient une granulométrie de 0 a 25 mm

une prise d’échantillon pour effectuer les analyses afin de déterminer la composition, les constituant

sont acheminés vers l'usine par des transporteurs couvert puis ce mélange est stocké dans un hall de

préhomogénéisation le stackeur forme deux tas l'un en constitution, l’autre en reprise.

Une seconde correction est prévue juste avant le broyage cru, cette correction se fait pour ajouter de

calcaire et minerai de fer, après correction du cru, le mélange est acheminé à l'aide de transporteurs

à barbes vers un concasseur sécheur qui réduira la granulométrie de 0 à 7 mm.

1-4-4) Broyage de la crue:

Le broyage du cru est réalisé en cascade par un concasseur sécheur et par un broyeur mono chambre

travaillant en circuit fermé avec un séparateur dynamique, le séchage de la matière s'effectue par

des gaz des exhausteurs du four.

Page 10: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

9

1-4-5) Homogénéisation:

Les deux silos servants de stockage et fonctionnement en continu, l’alimentation, le mélange et la

vidange sont simultanées, la farine cru expédié par l'air lift est dégagé dans la boite de récupération.

La capacité de stockage de chaque silos est de 10, 000T, chaque silos est équipé de deux sorties

latérales pouvant assurer la totalité du débit farines vers le four, il est donc possible de fonctionner

avec un ou deux silos.

1-4-6) Zone de cuisson:

La ligne de cuisson est constituée par :

-Pré chauffeur

-Four rotatif

-refroidisseur

1-4-6-1) Préchauffeur ou cyclones:

Les gazes réchauffent la poudre crue qui circule dans les cyclones en sens inverse, par gravité. La

poudre s’échauffe ainsi jusqu’à 800 °C environ et perd donc son gaz carbonique (CO2) et son eau.

C'est un échangeur a contre courant destiné à préchauffer la farine avant son entrée dans le four, en

récupérant la chaleur de gaz sortant du four "environ égale à 100 c», par le fait que l’argile et le

calcaire ont la même densité (2,70 g/cm3), un exhausteur monté sur les cyclones aspire les gazes de

combustions et le mélange carrière, faisant une tornade garantie que tous les grains du crue subit la

chaleur des gazes.

1-4-6-2) Four rotatif:

Le four constitue par une virole cylindrique de 90m de long et de 5.6m de diamètre protégé par de

la brique réfractaire), incliné selon un angle de 1 à 4 degrés par rapport à l'horizontale. Le calcaire

est chargé à l'extrémité supérieure, le combustible et l'air comburant étant brûlé à l'extrémité

inférieure.

1-4-6-3) Refroidisseur:

Le refroidisseur a pour rôle d'abaisser la température du clinker tombant du four à une température

d'environ 1135 c jusqu'a 80-100 c.

Il est équipe d'une batterie de ventilateurs fournissant l'air de refroidissement.

1-4-7) Stockage de clinker:

Le clinker sortant du refroidisseur et la poussière sont récupères et regroupées dans la boite de chute

et orientés vers l’un ou l’autre des transporteurs a godets, en fin le clinker est envoyé à l’atelier de

broyage.

Page 11: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

10

1-4-8) Broyage du clinker :

Le broyage du clinker s’effectue à l’aide d’un broyeur a deux compartiments a commande centrale

travaillant en circuit fermé avec un séparateur dynamique a cyclone extérieur.

-L’air de ventilation du broyeur assure des conditions d’opération favorables.

-L’évacuation du ciment vers les silos de stockages est assuré par une pompe pneumatique.

1-4-9) Stockage du ciment : Le stockage du ciment est fait dans six silos de capacité unitaire

qui peux atteindre 10,000T de ciment.

1-4-10) Les expédition :

Les expédition effectuées en sac et en vrac route et voies ferre ;

1-5) Etapes de fabrication du ciment :

1-6) Service CMR : Je suis affecté au service CMR

Le service CMR < contrôle, mesure et régulation> est le plus important service dans la cimenterie

de hamma bouziane de Constantine il appartient au département maintenance qui est constitué de

plusieurs services, parmi ces services le service électrique et électronique, leurs rôles est de

maintenir les équipements en service et de procéder a la maintenance curatif et préventif des

équipement (mesure, réglage des pressions, étalonnage et régulation des doseurs).

Expédition ciment

Carrière

Préhomogénéisation.

AT .broyage cru

AT. Cuisson dans le four rotatif

AT. Broyage ciment

Stockage ciment

Argile 2 + calcaire

Argile 1

Correction ajoute calcaire et fer

Echantillon

Echantillon Ajout gypse et

calcaire.

Echantillon

Préchauffement.

Page 12: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

11

2) Le moteur four :

2-1) Introduction :

Le moteur four tourne 1000 tour par minute entraîne la rotation du réducteur à 13 tours / minute, ce

dernier est engrené à la couronne qui fait tourner le four à 1,4 tours /minute, donc on peut distinguer

trois étages de vitesse, le premier est a grande vitesse, le deuxième est a moyenne vitesse qui est le

réducteur, et le troisième c’est le petit vitesse (1.4 tr/min) de four rotatif. Le grand pignon (pignon

d’attaque) du réducteur est engrené a la couronne du four toute les engrenages sont plongés dans

l’huile de refroidissement.

Le four se déplace horizontalement en appuyant sur trois galets. Le groupe de poussé composé

d’une pompe d’huile, vérins, et un disque horizontale situé sous le four rotatif, il monte environ 15

centimètres dans 24 heures, et il descend dans 8 heures, cela pour l’usure uniforme de bandage, et

aussi pour répondre a la dilatation du four à cause de la grande chaleur qui est à l’intérieur de ce

dernier, on lui obliger de rester entre les deux fin de courses.

L’intérieur de four est recouvré par des briques pour réduire la chaleur de l’acier.

2-2) Contrôle d’huile de graissage :

La pompe d’huile aspire l’huile de refroidissement et le refoule au réfrigérant d’huile, le réfrigérant

a deux entrées et deux sorties, une entrée pour l’huile chaud et l’autre pour l’eau froid, la première

sorties nous donne l’huile froid et l’autre sort l’eau chaud .

Une sonde thermique contrôle la température d’huile.

On contrôle aussi la circulation d’huile par contact fermé au repos, si l’huile arrête sa circulation le

contact s’ouvre et déclenche un relais.

2-3) Ventilateurs :

Il y a deux ventilateurs une pour l’armoire jistrole et l’autre pour le moteur four ils démarrent avant

le démarrage du moteur four.

2-4) Les sondes de température :

Une sonde pour air moteur, pour palier 1, palier 2, pour pôles auxiliaires, pour l’huile de

refroidissement, et un thermostat pour le pont thyristors.

Page 13: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

12

Bandage

Galet

Couronne

Moteur four

Four rotatif en acier

Préchauffeur multi

cyclones.

Circuit des gazes chaudes

Circuit des matières

Réducteur de rotation

Refroidisseur

Fig (1) Le four rotatif. ()

Page 14: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

13

2-5) La Vitesse du moteur :

La rotation du four garantie la dispersion uniforme de chaleur et le déplacement de la matière. La

chaux vive est défournée vers un refroidisseur.

Le moteur four entraîne avec lui deux génératrices une pour la régulation et l’autre pour

l’information à lire sur la porte de l’armoire jistrole.

Par rapport le vitesse du moteur la dynamo délivre une tension variante entre zéro et soixante volte,

le transmetteur CN transforme la tension 0-60 V en courant 4-20 MA pour qu’on conserve

l’information et l’envoie a la salle de commande, on choisit 4 MA a la place de 0 MA pour ne pas

confondre l’arrêt du moteur avec la coupure du courant ou du file ou du fusible…… etc.

Concasseur

BK

Carrière (argile+

calcaire) Bandage Couronne

Galet Refroidisseurs

Grilles

Transporteur à godets

Gaz Moteur four Réducteur

Four rotatif en acier

Flamme à 1500 °C

Cheminé

Fig (2) Schéma du four rotatif.

Page 15: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

14

Pour la variation du vitesse du moteur on jouent sur le courant d’induit de moteur, l’excitation du

moteur reste fixe par la carte électronique babytrex, elle redresse le courant selon une commande.

Dans le cas de la machine à courant continu, réaliser un asservissement de couple revient à réaliser

un asservissement de courant.

On peut donc se décomposer en deux boucles d’asservissement une boucle de courant et une boucle

de vitesse, lors du démarrage du moteur le moteur demande une grande tension, après que le moteur

atteint la vitesse minimale on diminue la tension d’induit.

2-6) Caractéristiques techniques du moteur à courant continue :

- Type = SHF 355 VL1

- Protection = IP 44 R.

- Ventilation forcée avec 4 filtres MIC 275.330AL. Sortie d'air avec vantelles.

- Axe horizental.

- Soupapes à graisse.

- Boite à bornes fermée hermétiquement.

- Isolation = classe F.

- Température ambiante = 45˚C.

- Puissance de définition = 900 kw.

- Cd / Cn = 2 pendant 60 secondes.

- Vitesse nominale =1450 tr / mn.

- Gamme de vitesse à couple constant = 100 à 1450 tr / mn.

- Tension nominale d'induit = 800 V.

- Excitation séparée.

- Sens de rotation = horaire, vu côté bout d’arbre.

- Equipé d’une dynamo tachymétrie .en 2éme bout d’arbre, type REO 444 R à 2 collecteurs

(60 V à 1000 tr / mn) avec capot de protection.

L'alimentation du moteur à courant continu à vitesse variable à excitation indépendante d'une

puissance de 900 kw ce fait comme suit :

2-7) Le jistrole 512:

Le jistrole 510 est un convertisseur électronique de puissance capable de délivrer, a partir du réseau

alternatif triphasé, une tension redressé double alternance réglable, et de débiter un courant

unidirectionnel (fonctionnement dans deux quadrants courant - tension).

Adapté aux entraînements des machines a courant continu, il permet de régler la vitesse ou le

couple par action sur la tension d’induit.

Cet ensemble complet de commande regroupe en un bloc compact le pont de Gratz tout thyristors

et l’électronique de contrôle et de régulation qui présente l’avantage de se trouver sur un circuit

entièrement débrochable assurant un temps d’intervention minimum et auquel on peut adjoindre

Page 16: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

15

divers circuits également débrochables correspondant a des fonctions optionnelles. Son alimentation

s’effectue à partir d’un réseau triphasé basse tension (jusqu’a 800v .50 hz. ou 60 hz en option).

Sur les portes sont montes le appareils suivants :

LST : sous tension,

LP : équipement prêt,

LM : marche.

LED : équipement indisponible,

CT : test terre,

A : Ampèremètre,

VTY : voltmètre tachymétrique,

BS : Boitier de signalisation,

BMV.1 : moins vite.

BPV.1 : plus vite,

BM.1 : marche,

BA.1 : arrêt,

BRM : réarmement.

Différentes défauts signalés :

Alimentation 380 v. et 5500 v, Fusibles thyristors, Surcharge de l’induit, Température PA moteur.

Température air moteur, Température palier n 1, Température palier n 2, Ventilation de moteur,

Excitation de moteur, Terre induit, Ventilation thyristors.

2-8) Cahier des charges :

2-8-1) Marche:

Après que tous les réglages et contrôle de mise en service ont été effectués, fermer le disjoncteur

DJ, le commutateur KLD étant mis sur la position "locale", l'action sur le bouton poussoir marche

BM.1 excite les bobines des relais CPX et CPXL à condition d'être autorisé à démarrer et qu'il n'y

ait pas de défaut. Le disjoncteur DJP se ferme , le pont est mis sous tension , le courant d'excitation

monte à sa valeur minimal " REL1 est appelé " les relais RE1X et RP sont appelés et viennent auto

maintenir CPX et CPXL, un contacte temporisé de CPX commande RM.

-un contacte temporisé de RM "à fermeture " laisse la limitation à 810A pendant 60s, puis à 650A

en régime permanent.

-un contacte de RM "à fermeture " débloque le jistrole.

-un contacte de RM "à ouverture " débloque la rampe.

Page 17: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

16

Le moteur démarre sur la rampe jusqu'à la vitesse minimale si le potentiomètre est à zéro vitesse

minimum = 300tr/mn du jistrole 512 information fourmis à l'extérieur.

1-un contacte à fermeture de CPXL = enclenchement du disjoncteur DJP.

2-un contacte inverseur de CPXL = bobines à manque et à émission du disjoncteur DJP.

3- un contacte à fermeture de D = équipement disponible.

4- un contacte à fermeture de P = équipement prêt.

5- un contacte à fermeture de RV = le moteur a atteint la vitesse de 100tr/mn.

6- un contacte à fermeture de DJX = autorisation d'enclenchement l'appareil suivante

7- un contacte à ouverture de SDF = disponible.

2-8-2) Arrêt :

A) Par action sur BA.1 "bouton arrêt ", les relais RM CPX CPXL et le disjoncteur DJP se

désexcitent mettant le pont redresseur hors tension, le courant d’excitation passe à la valeur réduite

correspondant au réchauffage.

B) Par défaut qui est signalé par le boîtier de signalisation monté sur la porte

2-9) Analyse fonctionnelle :

On ferme le disjoncteur DJ et le commutateur KLD doit être au position local, l'action sur le bouton

poussoir BM1 excite les bobines du relais CPX , CPXL avec l'autorisation de démarrage et avec

non présence des défauts sur les relais et les contacts D,RPX,RMC et BA1; qui entraîne la

fermeture de disjoncteur DJP par le contact CPXL , la fermeture du sectionneur d'isolement SI , à

condition qu'il n y a pas de défauts sur la platine PLTR, entraîne l'excitation du bobine du relais

SIX ce qui provoque l'alimentation du carte d'excitation "BABYTREX" et puis l'excitation du

bobine du relais REL1 , RE1T,RE1X par ordre , ce qui provoque l'excitation du bobine du relais P

par ces deux contacts RP,RE1X, et aussi la bobine du relais D sera excitée alors l'équipement prêt et

disponible, en plus l'excitation du relais temporisé CPX "5s" provoque l'excitation du bobine du

relais RM ce qui provoque aussi la fermeture du contact RM qui entraîne la limitation du courant à

810 A pendant "60s ", et entraîne aussi le déblocage du jistrole, l'ouverture du contact RM après

60s le courant se limite à 650A en régime permanent, et provoque le déblocage de la rampe pour la

commande du relais RCD ce qui nous donne le démarrage du servomoteur SM jusqu'au vitesse

minimum V=300tr/mn.

l'excitation du bobine du relais RCD provoque le déblocage de la régulation et les allumeurs, avec

les deux bouton poussoir BPV (pour le plus vite ) ,BMV (pour le moins vite ) , à 100tr/mn le relais

RV est excité qui entraîne la fermeture du contact RV , ce qui indique la marche du système ,

l'excitation des deux relais RMX , DJX entraîne la fermeture de ces deux contacts RMX , DJX

ce qui provoque l'autorisation d'enclenchement des autres appareils.

L’excitation de la bobine du relais RP entraîne :

Page 18: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

17

- la fermeture de ces contacts ce qui provoque l'autorisation de démarrage, parce que le relais

RP l'un des conditions de démarrage, avec le contact RE1X à fermeture pour la présence

d'équipement prêt , et avec l’excitation de la bobine du relais D provoque l'excitation des relais

RM, RMX

- l'ouverture du contact RP entraîne la désexcitation de la bobine du relais RPX qui provoque

l'ouverture du contact RPX alors pas d'autorisation de marche ce qui provoque aussi la

désexcitation de la bobine du relais CPX ,CPXL qui nous donne l'arrêt du système.

En cas d'un défaut signalé dans la boite de signalisation c’est l'arrêt du système.

Parmi ces défauts citent :

-les relais de sondes ( RTAMX, RTMX ,RTP1X ,RTP2X ) qui contrôlent la température , si elle

dépasse le seuil le relais déclenche ce qui provoque la désexcitation de la bobine du relais D ce qui

fait l'arrêt du système ( les relais de sondes sont fait pour le contrôle de la température du moteur

,air moteur , palier 1 et palier 2 ).

-au cas où la température est anormale dans le pont redresseur (plus de 60˚c), le thermostat TH

déclenche ce qui provoque la désexcitation du bobine du relais THX qui entraîne l'ouverture du

contact THX ce qui provoque aussi la désexcitation du bobine du relais D qui nous donne l'arrêt du

système.

- le relais RFU c'est un relais de fusible de thyristors qui sont montés en série, il est fait pour

protéger le pont de redressement, au cas un fusible est détruise le relais RFU désexcite et entraîne

l'ouverture du contact RFU ce qui provoque la désexcitation du relais D " absence d'équipement

disponible ".

- le relais SDF est le dernier relais qui est le complément d'équipement disponible.

- le relais REL est aussi une condition pour l’allumage des lampes de signalisation.

2-10) Organigramme de fonctionnement :

Pas défaut sur carte d’excitation :

Début

SIX=1(pas défaut terre sur PLTR)

CPX=1

REL=1

Pas défaut sur carte d’excitation

Oui

Oui

Oui

Page 19: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

18

Marche moteur four :

Début

DJ=1

KLD position locale

BM1=1

Arrêt du moteur

Oui

Oui

Oui

BA1=1

Ordre de marche SC

BM2=1

BA2=1

RMC=1

Oui

Oui

Oui

Oui

RPX=1

Oui

D=1

Oui

Non

Défaut excitation Non

Jistrole pas prêt Non

Autorisation de démarrage

CPX=1, CPXL=1

Non

Oui

Oui

Page 20: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

19

Suite :

CPXL=1 CPX=1

DJP=1 REL1=1

DJP=1 REL1=1

RP=1 (Jistrole prêt)

RP=1

RE1X=1

P=1

D=1

RM=1

RM=1

Déblocage de la rampe pour commander le relais RCD, déblocage des allumeurs de la régulation, démarrage du moteur jusqu’a 300 tr/m.

Vitesse>100 tr/m

RV=1, signalisation Marche

Apres 60s

Commande seuil de limitation.

Apres 5s.

Oui.

Oui.

Oui.

Oui. Oui.

Oui.

Oui.

Oui.

Oui.

Oui. Oui.

Oui.

Page 21: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

20

Equipement disponible :

Début

RFU=1 Défaut fusibles thyristors.

Oui

RTMX=1 Défaut température PA moteur.

Oui

RTAMX=1 Défaut température air moteur.

Oui RTHM=1

Défaut ventilation moteur.

Oui

RTHP=1 Défaut ventilation pont.

Oui

RTH=1 Surcharge d’induit.

RTP1X=1 Défaut température palier 1.

Oui

RTP2X=1 Défaut température palier 2.

Oui

THX=1 Défaut température pont.

Oui

RTRX=1 Défaut sur PLTR.

Oui

RD=1 Défaut alimentation 380V – 5500V.

Oui

SI=1 Défaut terre induit.

Oui

SIX=1 Défaut terre induit.

Oui

Equipement disponible.

Non

Non

Non

Non

Non

Non

Non

Non

Non

Non

Non

Non

Non

Page 22: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

21

2-11) Étude électronique :

2-11-1) Circuit de commande :

A) Platine PLRA512U: Chaque pont de thyristors est relié aux circuit de commande par une

torche d'une longueur de 1,5m , et qui est munie de connecteurs à chaque extrémité .un circuit

intermédiaire "PLNC1"couple de torches pour la commande simultanée de deux ponts .

Les circuits de commande sont regroupés par une seule platine " PLRA512U" est sont reliés entre

eux par connecteurs

TSY : transformateur qui alimente et isole du réseau les circuits électronique de contrôle.

PLJN1: est une platine qui réalise les adaptations suivantes :

- signale courant.

- signale tachymétrique (ou tension).

- alimentation en 380 v ou 220 v du transformateur TSY.

Suivant la position du connecteur .protection par les fusibles FU1 à 3.

B) PLRGXA5 : est une carte débrochable qui regroupe les fonctions Suivantes :

Séquence- protection : la séquence autorise le déblocage du groupe et l'excitation du relais RCD

quand les conditions correctes sont réalisées, les protections agissent contre les défauts suivants :

-Surintensité lue côte alternatif, baisse ou disparition de la tension réseau, inversion de l'ordre des

phases, insertion de défauts extérieurs (thermostat TH, microcontacts de fusion du fusibles FU ,

autres défauts....) La protection annule le courant de défaut et bloque les impulsions.

Alimentation : tension continu ±12 et 24v NR nécessaires à l’alimentation des séquences et de

l'électronique.

Régulation : le système de régulation linéaire en cascade contrôle simultanément le courant

d'induit et la vitesse de la machine, et permet de limiter le gradient courant ainsi que la valeur

maximale du courant permanent.

Pour la variation du vitesse du moteur on jouent sur le courant d’induit de moteur, l’excitation du

moteur reste fixe par la carte électronique BABYTREX, elle redresse le courant selon une

commande. Dans le cas de la machine à courant continu, réaliser un asservissement de couple

revient à réaliser un asservissement de courant.

Générateur d'impulsion : il réalise l'amorçage des thyristors en conservant linéaire la fonction de

transfert du convertisseur.

Polarisation générateur : détermine la position des impulsions à commande nulle.

Page 23: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

22

2-11-2) Circuits optionnelles:

Divers circuit regroupant des fonctions complémentaires sont embrochables sur la carte PLRGXA5.

Les entrées et les sorties de la platine principale PLRGXA5 :

A) Les entrées : A2 : défaut extérieur (blocage variateur par 0 v ) 24v 30mA

A7: ordre référence vitesse nulle (déblocage rampe pour 0v) 24v 30 mA

A8: référence vitesse de correction 10v max

A9 : référence vitesse principale 0à -10v 50kΩ

A11 : référence courant I0 (référence pilote) 0 à 8v 20kΩ

A12 : commande seuil bas de limitation de courant (seuil bas Pour 24v) 24v 30mA

B13 : éventuel retour vitesse externe : 0 à 10v 100 kΩ

A13 : commande du relais RCD 24v 50mA

B4 : effacement défaut (pour 0v) 12v 30mA à l'effacement

B8 : gain empli vitesse commuté sur la carte option pour 0v

(24v 30mA) ou signal plus (0 à -10v 4,7kΩ)

B15 : entrée référence couple 0à -8v 20kΩ

B) Les sorties :

A1 : 24v nr (non régulé)

A3-A4 : commune

A5 :24v nr

A6 : -12v

A10 : sortie référence courant I0 (sortie empli vitesse) 0 à 8v 5mA

A14-A15 : contacte a fermeture du relais RCD

B1(c), B2 (o), B3 (f) : contacte inverseur de relais RCD

(220v Alternatif max 2A max 50w 120VA max)

B5-B6 : commun

B7 : alimentation jistrole prêt 24v 50mA pour Jistrole prêt

B9 : 12v

B10 : alimentation relais détecteur de vitesse 24 v 50mA

B11: signal courant induit I0, 0 a -4v 0,2mA max

B12 : alimentation relais détecteur de courant ou de vitesse 12v 5 mA

B14 : sortie retour vitesse 0 à 10v 0,5 mA max.

Page 24: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

23

2-12) Le stackeur :

2-12-1) Définition : Le stackeur joue le rôle d’un homogénéisateur du carrière, le carrière arrive

sur un tapis roulant se verse sur le tapis perpendiculaire du stackeur construisant deux tas, avant que

la roue-pelle ramasse le carrier sur d’autres tapis pour l’envoyer au broyeurs, les principaux moteurs

de stackeur sont : Les deux moteurs de translation 9 kw avec deux freins, le moteur de transporteur

de flèche : 55 kw, 1500 t/m, la pompe hydraulique 3 kw 1500 t/m, le moteur d’enrouleur 1.5 kw, le

moteur du tapis roulant, pompe graissage réducteur du transporteur de flèche 0.55 kw .

2-12-2) Mode de fonctionnement :

Après la détection de la matière et le démarrage de tapis roulant, on donne l’ordre de démarrage de

groupe, les premiers qui démarrent sont le transporteur de flèche et l’enrouleur, leur réponse de

marche autorise le démarrage des moteur de translation, qui déplace les roues de stackeur sur les

railles, le transporteur de flèche verse la matière perpendiculairement au sens du tapis roulant, la

matière passe d’abord sur une membrane placée dans une goulotte avant qu’elle se verse sur le

transporteur de flèche, cette membrane joue le rôle d’un détecteur de bourrage, en cas de bourrage

on arrête le tapis roulant.

Des contactes verticaux placé aux cotés du tapis détecte le déport de bande, un contrôleur de

rotation détecte le patinage de transporteur de flèche, l’enrouleur c’est un moteur qui enroule le file

électrique d’alimentation autour d’une roue, ce moteur est consigné d’une vitesse constante et dans

un seul sens, il serre le file lorsque la translation est adroite, et le desserre quand la translation est a

gauche.

Deux butés magnétiques commande un relais pour la polarisation des moteurs de translation,

l’inversement des pôles d’alimentation inverse le sens de rotation des moteurs qui change la

direction de translation, à l’instant où le stackeur traverse un des deux butés un relais commande un

des deux freins, le stackeur ne fait avancer qu’a peu près 2 mètres.

Au bout de transporteur de flèche un détecteur de niveau, lorsque la matière ferme le contact de ce

détecteur, la pompe lève le transporteur de flèche, la pompe a 4 contacts de niveaux : très bas, bas,

haut, très haut. Le contact très haut donne la fin de tas, la pompe n’est autorisée de lever que lorsque

le stackeur soit à l’un des deux bouts.

Page 25: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

24

Le transporteur de flèche

Un tas à constitution.

Fig. (4) Le stackeur

Le tapis roulant. constitution.

La cabine de commande (OP).

Page 26: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

25

Membrane Détectrice de bourrage

Moteur de transporteur de flèche

Tapis roulant

L’enrouleur

Moteurs de translation

Pompe relevage de flèche.

Schéma du stackeur

Page 27: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

26

Fig (3) Représentation du stackeur.

Moteur d’enrouleur

Tapis roulant Membrane détectrice de bourrage

Moteur de transporteur de flèche

Deux moteurs de translation

Enrouleur de fils d’alimentation.

Pompe de relevage de transporteur de flèche

Tas de carrière

Transporteur de flèche

Capteur de déport de bande

Page 28: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

27

2-12-3) Généralités :

Arrêt urgence atelier : Arrêt urgence OP : Distribution 380 V : Ordre démarrage du groupe : Arrêt du groupe :

Début

Defaut

Arrêt urgence atelier

Oui

Non

Début

Defaut

Arrêt urgence OP

Oui

Non

Début

Distribution 380 V.

Non

Oui

Arrêt urgence OP

Arrêt urgence atelier

Non

Oui

Début

Ordre de démarrage du groupe.

Oui

Non

Autorisation Auto-manu

Démarrage depuis OP

Non

Oui

Début

Ordre de démarrage du groupe.

Non

Oui

Autorisation Auto-manu

Fin de tas

Oui

Non

Arrêt depuis P12

Oui

Non

Début

Arrêt fin de tas

Arrêt du groupe

Oui

Non

Début

Arrêt total

Arrêt du groupe

Oui

Non

Page 29: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

28

Sirène de démarrage (1 minute) : Démarrage du groupe : Disponibilité stackeur pour P12 :

Début

Ordre de démarrage du groupe

Début de temps de commande sirène de démarrage

Oui

Non

Début

Klaxon.

Non Ordre démarrage groupe

Non

Oui

Fin temps commande sirène

Oui

Début

Ordre Klaxon

Klaxon.

Oui

Non

Début

Démarrage du groupe.

Non Fin temps de klaxon

Non

Oui

Ordre démarrage du groupe

Oui

Début

Dispo stackeur pour P12.

Non

Oui

Détecteur de bourrage.

Défaut arrêt urgence OP

Oui

Non

Arrêt urgence atelier Oui

Non

Page 30: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

29

Défaut stackeur : Enrouleur : Arrêt total : 2-12-4) Transporteur de flèche :

Temps de contrôleur Défaut réponse de marche de réponse de marche :

Début

Non

Oui

Dispo globale transporteur de flèche

Pas défaut sur translation.

Dispo globale relevage de flèche.

Pas défaut stackeur pour P12

Oui

Non

Oui

Non

Début

Détecteur matière

Ordre de marche enrouleur

Oui

Non

Début

Ordre de marche TF

Comptage de temps de réponse.

Réponse de marche TF

Stopper comptage de temps réponse.

Sauvegarder temps réponse de marche.

Oui

Non

Début

Non Oui

Fin de tas

Moteur translation arrière.

Arrêt séquentiel depuis P12.

Arrêt total

Oui

Non

Oui

Début

Ordre de marche TF

Temps Réponse de marche TF achevé

Réponse de marche TF

Oui

Non

Défaut réponse marche

Pas Défaut réponse marche

Oui

Non

Page 31: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

30

Disponibilité transporteur de flèche : Défauts TF : Défaut de contrôleur de rotation :

Début

Ordre démarrage TF

Réponse de marche TF

Réponse de contrôleur rotation

Oui

Non

Défaut rotation

Pas Défaut rotation

Oui

Non

Début

Disponibilité globale TF

Dispo TF

Oui

Non

Dispo frein Galvi

Réponse marche TF

Contrôleur rotation

Défaut dispo

Défaut frein Non

Défaut réponse marche TF

Non

Défaut contrôleur rotation

Non

Oui

Oui

Oui

Pas déport bande flèche

Oui

Non

Pas déport verseur

Pas arrêt local TF

Défaut déport bande sur flèche

Défaut déport bande sur verseur

Non

Arrêt local Non

Oui

Oui

Pas arrêt urgence atelier

Arrêt urgence atelier

Non

Oui

Pas fusion fusible Défaut fusion fusible

Non

Oui

Début

Disponibilité TF

Tf disponible

Oui

Non

Page 32: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

31

Frein Galvi :

En suite on vérifie le temps de contrôle de réponse de marche des freins, le défaut de réponse de

marche des freins et la disponibilité par la même logique pour le transporteur de flèche.

Ordre marche transporteur de flèche :

Oui

Démarrage de groupe.

Pas arrêt fin de tas.

Autorisation Auto-manu.

Début

Non

Oui

Arrêt local TF.

Dispo globale TF

Oui Non

Bouton marche locale TF

Oui

Ordre marche TF.

Pas autorisation Auto-manu

Oui

Oui

Pas défaut réponse de marche frein Galvi

Oui

Frein Galvi.

Pas arrêt total.

Pas autorisation Auto-manu.

Pas changement de tas. Pas autorisation

Ordre marche TF.

Oui

Oui Oui

Oui Oui

Arrêt (auto) transporteur de flèche

Arrêt ( pas auto) transporteur de flèche

Commande vers tas 2

Début

Commande vers tas 1.

Pas autorisation Auto-manu.

Changement de tas.

Oui Oui

Oui

Page 33: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

32

2-12-5) Pompe de relevage :

Défaut Pompe de relevage : Ordre marche PR :

Début

Disponibilité global levage flèche

Dispo vanne flèche

Oui

Non

Pas défaut thermostat cuve d’huile

Pas défaut niveau cuve d’huile PR

Pas colmatage tuyauterie

Défaut dispo vanne flèche

Défaut thermostat Non

Défaut niveau cuve huile PR

Non

Défaut colmatage Non

Oui

Oui

Oui

Disponibilité pompe hydraulique PR

Oui

Non

Pas défaut arrêt local

Pas défaut arrêt urgence atelier

Défaut dispo pompe hydraulique

Arrêt local Non

Arrêt urgence atelier Non

Oui

Oui

Commande levage PR

Marche locale PR

Début

Démarrage de groupe

Commande descente PR

Pas arrêt total

Dispo global PR

Pas arrêt local PR

Marche PR

Ordre levage PR

Ordre descente PR

Oui

Pas autorisation Auto-manu

Marche PR

Oui Oui

Oui

Oui

Oui

Oui

Oui

Oui Oui Oui

Page 34: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

33

Ordre de levage flèche : Ordre descente flèche :

Tempo d’attente pour commande des électrovannes levage

Ordre descendre

Pas commande levage

Oui

Non

Pas niveau très bas PR

Commande descente flèche

Non

Non

Non

Oui

Oui

Oui

Oui

Non

Ordre descente flèche Non

Oui

Oui

Début

Pas autorisation Auto-manu

Pas détection niveau bout flèche

Non

Début

Ordre monté

Moteur translation bout avant

Oui

Non

Commande levage

Pas autorisation Auto-manu

Pas niveau très haut

Non

Non

Non

Oui

Oui

Oui

Pas commande descente flèche

Oui

Non

Ordre levage flèche

Tempo d’attente pour commande des électrovannes levage

Non

Non

Oui

Oui

Moteur translation bout arrière

Détecteur niveau bout de flèche

Oui

Oui

Non

Non

Démarrage de groupe Moteur

Page 35: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

34

2-12-6) Pompe graissage Transporteur de flèche :

Temps de contrôle de réponse de marche PGTF :

Même illustration pour TF.

Défaut de réponse de marche PGTF :

Même illustration pour TF.

Défaut disponibilité PGTF :

Même illustration pour TF.

Défaut : Ordre de marche Pompe graissage TF :

Début

Non

Oui

Pas défaut de réponse de marche GTF

Pas défaut disponibilité PGTF.

Pas arrêt urgence atelier.

Dispo globale PGTF

Oui

Non

Oui

Non

Début

Non

Oui

Réponse de marche TF

Disponibilité globale PGTF.

Ordre marche PGTF

Oui

Non

Page 36: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

35

2-12-7) L’enrouleur :

Après et par la même logique on vérifie le temps de contrôle de réponse de marche de l’enrouleur,

et s’il y a un défaut de réponse de marche et ça disponibilité.

Défaut enrouleur : Défaut :

2-12-8) Moteur de translation :

Début

Non

Oui

Pas défaut réponse de marche enrouleur

Pas défaut disponibilité enrouleur.

Pas arrêt urgence atelier.

Dispo globale Enrouleur.

Oui

Non

Oui

Non

Début

Non

Oui

Pas défaut détection bourrage

Dispo globale enrouleur.

Dispo moteur translation.

Dispo globale moteur translation.

Oui

Non

Oui

Non

Pas défaut réponse marche translation.

Pas arrêt urgence atelier.

Oui

Oui

Non

Non

Page 37: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

36

On vérifier d’abord le Temps de contrôle de réponse de marche MT, le défaut de réponse de marche

MT et le défaut disponibilité MT par la même logique pour le transporteur de flèche.

Frein 1 et 2 :

En suite on vérifie le temps de contrôle de réponse de marche des freins, le défaut de réponse de

marche des freins et la disponibilité par la même logique pour le transporteur de flèche.

Changement vers tas 1 : Changement vers tas 2 :

Début

Non Oui

Fin tas.

Dispo globale MT

Commande vers tas 1 depuis OP.

Marche avant MT.

Oui

Non

Oui

Non

Relâche frein 1.

Frein 1 relâché

Oui

Non

Début

Non Oui

Fin tas.

Dispo globale MT

Commande vers tas 2 depuis OP.

Marche arrière MT.

Oui

Non

Oui

Non

Relâche frein 2.

Frein 2 relâché

Oui

Non

Page 38: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

37

Translation :

Arrêt de translation :

Direction 1 : Direction 2 :

Début

Non Oui

Démarrage groupe.

Commande translation OP.

Dispo global moteurs translation.

Autorisation

Oui

Non

Oui

Oui

Non Démarrage groupe.

Réponse marche TF.

Autorisation Auto-manu

Dispo globale MT

Oui

Oui

Non

Non

Non

Non

Début

Oui

Pas ordre démarrage groupe.

Pas réponse marche TF.

Pas autorisation

Oui

Commande vers tas 2 (OP).

Pas autorisation Auto-

Oui

Oui

Commande vers tas 1 (OP).

Pas autorisation Auto-

Oui

Oui

Fin tas

Moteur translation bout arrière.

Oui

Oui

Arrêt translation (OP).

Pas autorisation Auto-

Oui

Oui

Page 39: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

38

Début

Non

Oui

Moteur translation bout arrière.

Moteur translation pas bout avant.

Pas fin course 2.

Direction 1.

Oui

Non

Oui

Non

Début

Non

Oui

Moteur translation bout avant.

Moteur translation pas bout arrière.

Pas fin course 1.

Direction 1.

Oui

Non

Oui

Non

Page 40: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

39

-Le déplacement vers la gauche n’est autorise qu à condition que le tas n’est pas fini.

Autorisation adroite : Autorisation a gauche :

Début

Fin tas

Autorisation adroite.

Direction 2

MT bout arrière

Pas autorisation gauche.

Autorisation translation.

Pas translation gauche.

Oui Oui

Oui

Oui

Oui

Oui

Début

Direction 1

Autorisation gauche.

Pas MT bout avant.

Pas autorisation adroite.

Pas translation adroite.

Fin tempo Autorisation translation.

Pas fin tas

Oui

Oui

Oui

Oui

Oui

Oui

Tempo d’attente.

Autorisation translation.

Oui

Début

Page 41: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

40

Ordre marche enrouleur :

Marche arrière moteur translation.

Début

Oui

Pas arrêt urgence atelier.

Pas arrêt urgence (OP).

Réponse marche moteur translation.

Ordre marche Enrouleur.

Oui

Oui

Pas arrêt total

Marche avant moteur translation.

Oui Oui

Oui

Disponibilité globale enrouleur.

Oui

Page 42: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

41

3-1) Problèmes rencontrés :

- Encombrement de la commande électrique.

Présence de la poussière et de l’humidité.

- Comme toute installation électromécanique la poussière et l’humidité sont des facteurs négatifs

qui provoquent les mauvais contacts.

- Temps d’intervention en cas de panne.

- La recherche d’une panne électromécanique peut perdre beaucoup de temps vue le nombre

d’appareils que comporte l’armoire de commande « JISTROL 512 »

3-2) Généralités sur l’automatisme :

3-2-1) Introduction : Les progrès scientifiques et l’évolution technique ont permis aux hommes

de concevoir des machines réduisant au strict minimum leurs efforts physiques. Ces machines ont

était pendant longtemps conduites et surveillées par l’homme, exigeant ainsi de lui une vigilance

intellectuelle permanente, mais grâce à l’électronique, l’informatique et aux énergies électriques,

pneumatiques et hydrauliques qui progressent à pas de géant, permettant ainsi de libérer l’homme

de cette contrainte intellectuelle mais aussi pour le remplacer dans l’exécution de certaines taches

pénibles et répétitives.

3-2-2) Définition :

Automatique : Qualifie un dispositif qui exécute de lui même certaines opérations définies à

l’avance.

Automatisme : Dispositif dont le fonctionnement ne nécessite pas l’intervention de l’homme

(d’après le dictionnaire).

3-2-3) Généralité : Un système automatique est un ensemble qui après avoir reçu des

instructions fournis par l’opérateur, décide et agie de lui même, se substituant ainsi à l’homme.

Cette substitution conduit à une plus grande rapidité d’exécution et une meilleure régularité des

résultats. Tout système automatisé comprend deux parties technologiques et un opérateur humain.

L’opérateur humain est la personne chargée, d’agir sur des matériels technologiques divers pour

fournir les instructions permettant d’élaborer la programmation et de rester en relation avec le

système lors de la mise au point au cours du fonctionnement pour intervenir en cas de perturbation.

La partie opérative a pour mission de faire subir à l’objet à traiter diverses transformations, elle

reçoit les commandes et est chargée d’enregistrer les instructions données par l’opérateur et donner

les ordres à la partie opérative afin de la faire fonctionner ; elle transmet à l’opérateur les

informations reçues de la partie opérative à l’aide de signalisation à l’affichage aussi l’opérateur

instruit la partie commande qui ordonne la partie opérative cette dernière rend compte à la partie

commande des opérations effectuées qui à son tour les signale à l’opérateur.

Page 43: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

42

3-2-4) Organigramme général d’un automatisme :

3-3) Rôle et emploi :

Comme son nom l’indique un système automatique comprend un appareil que l’on programme pour

effectuer des opérations cycliques, il reçoit des données par ses entrées, celles-ci sont ensuite

traitées par un programme défini, le résultat obtenu étant délivré par ses sorties.

L’A.P.I (Automate programmable industriel) est un équipement spécialement conçu pour l’industrie

et destiné à piloter des chaînes de montage, production, manutention, robots industriels, machines

outils …etc.

3-4) Avantages : Simplification du câblage, Modification du programme facile à effectuer par

rapport à une logique câblée, Enormes possibilités d'exploitation, Fiabilité professionnelle.

3-5) Inconvénients : Son prix n’est pas à la portée de toutes les bourses. Mais ces équipements

évoluant rapidement fait que l'on peut en récupérer quelquefois pour pas trop cher.

3-6) la partie à automatiser : La partie opérative est le processus à automatiser, elle est aussi

appelée partie puissance. La partie commande : est un automatisme qui élabore en sortie des ordres

destinés au processus et des signaux de visualisation en fonction du contrôle de processus, elle est

aussi appelée automatisation logique des informations. Cette structure d’un automatisme est assez

générale, mais elle s’applique surtout aux automatismes relevant de la logique séquentielle.

Capteurs interrupteurs de position

Processus de fabrication ou machine

Actionneurs moteurs vérins

Fonction spécifique temporisation

comptage

Résultats: état du

processus

Ordres

Interfaces d’entrées Traitement des informations

logiques séquentielles Interfaces de sorties

Partie commande

Commande manuelle EP

Opérateur Signalisation voyant écran visuel

Poste contrôle

Partie opérative

Page 44: Automatisation Stackeur Four Cimenterie DG

43

4-1) Introduction sur les A.P.I : l’automate programmable est un système de traitement

d’information dont le programme de fonctionnement est effectué à partir d’instructions établies en

fonction de processus à réaliser.

Les (A..P.I) sont apparus au « Etats-Unis » vers 1969 ou ils répandaient

Aux envies des industries de l’automate, est ainsi substitué, mais aussi parce que dans des

automatismes de commande complexe, les coûts de câblage et de mise au point devenaient trop

élevés.

4-2) Structure du système automatique :

4-3) Synoptique générale :

Un automate programmable est constitué de trois parties essentielle :

• le processeur

• la mémoire

• le système d’entrée /sortie

a) le processeur : c’est un enssemble de électronique capable de réaliser les différentes logique de

bases.

b) la mémoire : comprend deux parties dont l’une contient la suite des opérations qui doit exécuter

le processeur ainsi que les entrées et les sorties concernées par chacune des opération, et l’autre

contient les résultats obtenus par le processeur afin de les conserver entre les différentes étapes de

calcule logique.

c) le système d’entrées / sorties : sont l’ensemble des constituants permettant l’échange

d’information entre l’API et le mode extérieur. Ce mode extérieur peut être le procédé les E/S sont

alors industrielles.

4-4) Les bloques fonctionnelles d’un API :

A) Mémoire de programme (RAM) :

Commande manuelles. Entrée du programme

Commande manuelles.

Rétroaction par capteurs

Commande manuelles.

Saisie des interface. Traitement partie

information d’entrée logique des opérative

Capteur information moteur vérins

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Elle permette la lecture et l’écriture des données, c’est la où sont Stockées les programmes du court

d’exécution et les données au court de traitement.

B) Mémoire image (MIE-MIS).

* les états des signaux des modules d’entrées sont rangés dans une zone réservée de la mémoire

RAM cette zone est appelée mémoire image des entrées (MIE).

* les informations de la CPU destinées aux modules de sorties sont rangées dans une zone

réservé de la mémoire RAM ,cette zone est appelée mémoire image des sorties (MIS)

* temporisation / compteurs /mémentos :

La CPU à disposition des temporisations et des capteurs. Les fonctions temporisations et comptage

sont initialisées, effacées, lancées et arrêtées par le programme.

la valeur de temporisation et comptage sont rangées dans des zones réservées de la mémoire RAM,

une autre zone de la RAM est réservées aux mémentos ; elle contient des information telle que des

résultats intermédiaire.

Si la sauvegarde par pile est assurée, certains courant ou lors que L’API a été mise à l’arrêt, il s’agit

de mémentos de compteurs rémanents.

C) Mémoire ROM :( système d’exploitation)

Elles sont généralement de faible capacité mais de très grande habilitées.

Le système d’exploitation contient les programmes nécessaires à l’exécution du programme

d’application, à la gestion des entrées et sorties, à l’organisation de la mémoire, à la gestion des

données …..Etc

D) Unité arithmétique et logique (AUL) :

C’est un ensemble des circuits chargé d’exécuter des opérations arithmétiques et des opérations

logique commandé par le programme.

E) Unité de commande :

Lit les instructions les une après les autres dans la mémoire de programme et les exécutés.

4-5) Le simatic S7 : STEP 7 est le progiciel de base pour la configuration et la programmation

des systèmes d'automatisation SIMATIC. Il fait partie de l'industrie logicielle SIMATIC.

4-6) Coté matériel:

4-6-1) La C.P.U : On a le choix parmi les trois modules unité central (C.P.U) pour configurer

notre S7-300 (CPU 312 IFM, CPU 313 et CPU 314) qui illustrent la cohérence de conception à

l’échelle du système. Ceci nous permet de choisir la solution appropriée la plus économique pour

notre application.

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SIMATIC S7-300 Caractéristiques techniques :

Le S7-300 offre une gamme échelonnée de 24 CPU ; des CPUs standard parmi lesquelles la

première CPU avec interface Ethernet/PROFInet intégrée,

La CPU a différents modes de fonctionnement : Run, Stop, Runp, etc.…

Pour la programmation et autre manipulation, une console de programmation doit être branchée à la

CPU.

4-6-2) Le processeur :

Le processeur est l’intelligence de l’UC (unité centrale) c’est l’ensemble fonctionnel chargé

d’assurer le contrôle de l’ensemble de la machine et d’effectuer les traitements demandés par les

instructions des programme.

4-6-3) Les registres :

Le processeur est organisé autour d’un certain nombre de registre.

A) Définition de registre : Un registre est un mémoire rapide a semi conducteurs complétées de

dispositifs logiques permettent la manipulation des informations qu’elle contient ou leur

combinaison avec des informations extérieures.

B) module d’alimentation « PS »:

c’est un module qui est destiné à transformer la tension du réseau en tension continue pour

l’alimentation de la CPU et éventuellement les module d’entrée/sortie de l’A.P.I. cette alimentation

ne fournit normalement pas de tension pour les signaux entrants des modules d’entrées/sorties.

C- les modules d’entrées/sorties « E/S »

Ce sont eux qui permettent les échanges d’informations vers l’environnement extérieur de

l’automate. Ils adaptent les signaux entrants et sortants en tension, filtres des influences extérieures.

Module d’entrée :

C’est un module qui permet de recueillir les informations délivrées par les capteurs des processus.

Les critères de choix d’un module d’entrées sont :

* Nature (logique-analogique).

* Nombres d’entrée par module.

* Nature et niveau de tension.

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Module de sortie :

Il permet l’adaptation et le transfert des signaux délivré par la CPU après traitement du programme

vers les actionneurs du processus industriel. Il est raccordé aux lampes, électrovannes, contacteurs

etc. …

Les critères de choix d’un module de sortie sont :

* Nature (logique analogique).

* Nombre de sortie par module.

* Nature et niveau de tension.

* Courant de sortie maximal.

* Nature de la protection du module.

4-7) Cote logiciel :

4-7-1) Avantages :

L'atelier logiciel STEP 7 Professional permet d'obtenir des gains de productivité importants de

l'ingénierie durant tous les phases d'un projet d'automatisation:Configuration plus rapide des

systèmes grâce à des outils de configuration graphiques des composants et des réseaux,

programmation plus efficace grâce à la possibilité de combiner dans des projets structurés, orientés

objet, tous les langages de programmation standard selon CEI 61131-3, phases de test plus courtes

grâce aux outils de simulation et de mise au point intégrés, temps d’arrêts fortement réduits grâce à

des moyens puissants de diagnostic de pannes et de maintenance à distance.

4-7-2) Types de bloc: Vous pouvez utiliser différents types de bloc dans un programme

utilisateur S7 :

Bloc Brève description de la fonction

Blocs d'organisation (OB) Les OB déterminent la structure du programme utilisateur.

Blocs fonctionnels

système (SFB) et

fonctions système (SFC)

Les SFB et SFC sont intégrés à la CPU S7 et vous permettent de réaliser

quelques fonctions systèmes importantes.

Blocs fonctionnels (FB) Les FB sont des blocs avec "mémoire" que vous programmez vous-

même.

Fonctions (FC) Les FC contiennent des routines de programmes pour les fonctions

fréquemment utilisées.

Blocs de données

d'instance (DB d'instance)

Les DB d'instance sont affectés au bloc FB/SFB appelé. Ils sont générés

automatiquement lors de la compilation.

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Blocs de données (DB) Les DB sont des zones de données dans lesquelles l'on enregistre les

données utilisateur. Outre les données affectées respectivement à un

bloc fonctionnel, vous pouvez définir des données globales utilisables

par tous les blocs.

Les OB, FB, SFB, FC et SFC contiennent des parties de programme et sont de ce fait également

désignés comme blocs de code. Le nombre de blocs autorisés par type de bloc ainsi que la longueur

maximale de chaque bloc dépendent de la CPU.

H) Les modes de programmation :

Le langage de programmation STEP7 dispose de plusieurs modes de représentation, selon les goûts

de l’état de connaissance. En respectant certaines règles, le programme peut être conçu sous forme

de liste d’instructions puis converti en un autre mode de représentation.

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Conclusion générale :

L’objectif de ce stage était la réalisation d’une application regroupant devait contenir

l’informatisation de certains contrôles électrique et mécanique effectués sur les relais électriques.

Il a donc fallu, à partir d’un système compliqué de relayage, développer une méthode sûre de

communication entre ordinateur et capteurs et actionneurs puis l’utiliser dans l’automatisation des

opérations demandées. En amont de cela, il a d’abord fallu apprendre le langage STEP7 et

découvrir La diversité des tâches à programmer, la structure logique de fonctionnement de l’armoire

JS, du moteur four et du stackeur, en passant par la création des organigrammes qui illustre le mode

de fonctionnement de chaque tâche.

Cette automatisation devait permettre de réaliser les tests de manière plus rapide et plus fiable, et

permet aux techniciens travaillant sur la maintenance de d’éviter certaines contraintes

(principalement de perdre le temps à tester les relais électriques pour trouver le défaut).

Il reste encore plusieurs étapes du contrôle de qualité qui peuvent être informatisées, et certaines de

celles qui ont été réalisées sont appelées à mis en service. Néanmoins, l’application qui a été mise

en place représente une base très solide pour de futures évolutions. L’ajout de nouvelles fonctions

peut se faire simplement grâce à la manière uniforme dont le code programme a été construit.

Durant ces six mois, l’ambiance générale facilite l’intégration avec les ingénieurs et les techniciens

avec un grand respect, ce qui est assez rassurant pour la cimenterie de Constantine.

Le stage était globalement très intéressant, il m’a permis de découvrir le monde professionnel et

comment se passe la vie en entreprise, de m’adapter avec des nouveaux outils et à transformer les

connaissances apprises à l’école en compétences professionnelles, le fait de voir que mes projets

étaient opérationnelles et qu’ils ont rapporté un bien a l’usine m’a montrer que je suis presque prêt a

rentrer dans le monde professionnelle.

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RéférencesRéférencesRéférencesRéférences::::

Documentations de l’usine (Armoire JS, Moteur Four Stackeur).

Documentations de SIMATIC.